用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统和方法与流程

本说明书的实施例一般涉及医疗成像系统，以及具体来说涉及用于实现医疗成像系统(例如但不限于磁共振成像(mri)系统)的组件的峰值功率要求的控制技术。

背景技术：

通常，mri系统在医疗应用中用来生成人体中的软组织的图像。mri系统包含诸如梯度放大器、梯度控制单元、射频(rf)发射链、rf接收链、系统控制单元和患者操控单元的组件。典型mri系统的各种组件可对mri系统强加相当大但是短暂的功率要求。通常，功率分配单元(pdu)用来向mri系统的各种组件供应交流(ac)。如将领会，mri系统的系统功率要求在没有执行扫描时为最小。但是，由mri系统所执行的某些扫描协议导致瞬时高功率要求，从而导致从ac干线所吸取的高电流。具体来说，在这些扫描协议期间，峰值功率可从ac干线来吸取，其中mri系统的峰值功率要求比平均功率要求要高许多。

大口径mri系统对神经扫描(neurologicalscan)的使用的增加可导致梯度功率要求的显著增加。在与当前可用mri系统相比时，梯度功率要求的这个增加又可导致增加多倍的峰值功率要求增加。

mri系统的峰值功率要求需要(callfor)医院/诊所中的大容量断路器、熔丝、ups、分配变压器和电缆敷设的增加的安装要求。用于操控峰值功率要求的某些当前可用技术采用诸如电池、超级电容器、电容器组或者与mri系统相结合的类似存储装置的能量存储装置来降低从ac干线所吸取的峰值功率。但是，控制mri系统的能量存储装置的使用是有挑战的任务。

技术实现要素：

按照本说明书的方面，提出一种操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法。该方法包含使用至少一个控制单元来确定与直流链路对应的第一电压、与一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合，其中功率源经由直流链路在操作上耦合到多个负载，并且其中一个或多个能量存储装置在操作上耦合到直流链路。此外，该方法包含使用至少一个控制单元将第一电压与第一参考值进行比较并且将第二电压与第二参考值进行比较，以及使用至少一个控制单元基于该比较来调节第一电压和第二电压的至少一个，以操控医疗成像装置的峰值功率要求。

按照本说明书的另一方面，提出一种用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统。该系统包含：功率源；功率分配单元；直流链路，配置成将功率源在操作上耦合到多个负载；一个或多个能量存储装置，在操作上耦合到直流链路;以及至少一个控制单元。控制单元配置成确定与直流链路对应的第一电压、与一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合，将第一电压与第一参考值进行比较并且将第二电压与第二参考值进行比较，以及基于该比较来调节第一电压和第二电压的至少一个，以操控医疗成像装置的峰值功率要求。

按照本说明书的又一方面，提出一种用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的控制单元。该控制单元包含测量子单元，其配置成确定与直流链路对应的第一电压、与一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合，其中功率源经由直流链路在操作上耦合到多个负载，并且其中一个或多个能量存储装置在操作上耦合到直流链路。该控制单元还包含比较子单元，其配置成将第一电压与第一参考值进行比较以及将第二电压与第二参考值进行比较。此外，控制单元包含调节子单元，其配置成基于该比较来调节第一电压、第二电压或者其组合，以操控医疗成像装置的峰值功率要求。

本发明提供一组技术方案,如下:

1.一种操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法，所述方法包括：

使用至少一个控制单元来确定与直流链路对应的第一电压、与一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合，其中功率源经由所述直流链路在操作上耦合到多个负载，并且其中所述一个或多个能量存储装置在操作上耦合到所述直流链路；

使用所述至少一个控制单元将所述第一电压与第一参考值进行比较并且将所述第二电压与第二参考值进行比较；以及

使用所述至少一个控制单元基于比较来调节所述第一电压和所述第二电压中的至少一个，以操控所述医疗成像装置的所述峰值功率要求。

2.如技术方案1所述的方法，其中，调节所述第一电压和所述第二电压中的至少一个包括在所述功率源、所述直流链路、功率分配单元、第一转换器、所述一个或多个能量存储装置的一个或多个或者其组合之间传递功率。

3.如技术方案2所述的方法，其中，传递所述功率包括执行下列中的至少一个：

经由所述功率分配单元将功率从所述功率源传送给所述直流链路；

经由所述第一转换器将功率从所述一个或多个能量存储装置传送给所述直流链路；以及

经由所述第一转换器将功率从所述直流链路传送给所述一个或多个能量存储装置。

4.如技术方案2所述的方法，其中，所述第二参考值包括固定分量和可变分量中的至少一个，并且其中所述可变分量取决于与所述直流链路对应的所述第一电压。

5.如技术方案4所述的方法，其中，传递所述功率还包括经由所述第一转换器在所述一个或多个能量存储装置与所述直流链路之间传送所述功率，以便基于所述第二参考值的所述可变分量来改变所述第二电压。

6.如技术方案1所述的方法，还包括基于比较来识别所述第一电压与所述第一参考值的第一偏差、所述第二电压与所述第二参考值的第二偏差或者其组合的出现。

7.如技术方案6所述的方法，其中，调节所述第一电压包括减小所述第一偏差，以及调节所述第二电压包括减小所述第二偏差。

8.如技术方案1所述的方法，其中，所述第一电压和所述第二电压是具有上限和下限的值的范围。

9.一种用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统，所述系统包括：

功率源；

功率分配单元；

直流链路，配置成将所述功率源在操作上耦合到多个负载；

一个或多个能量存储装置，在操作上耦合到所述直流链路；

至少一个控制单元，配置成：

确定与所述直流链路对应的第一电压、与所述一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合；

将所述第一电压与第一参考值进行比较并且将所述第二电压与第二参考值进行比较；以及

基于比较来调节所述第一电压和所述第二电压中的至少一个，以操控所述医疗成像装置的所述峰值功率要求。

10.如技术方案9所述的系统，其中，所述第二参考值包括固定分量和可变分量中的至少一个，并且其中所述可变分量取决于与所述直流链路对应的所述第一电压。

11.如技术方案9所述的系统，其中，所述至少一个控制单元还配置成基于比较来识别所述第一电压与所述第一参考值的第一偏差、所述第二电压与所述第二参考值的第二偏差或者其组合的出现。

12.如技术方案9所述的系统，其中，所述功率分配单元是高频功率分配单元、低频功率分配单元或者其组合。

13.如技术方案9所述的系统，其中，第一转换器在操作上耦合在所述一个或多个能量存储装置与所述直流链路之间，并且其中所述第一转换器包括双向直流到直流转换器。

14.如技术方案9所述的系统，其中，所述功率分配单元包括第二转换器。

15.如技术方案14所述的系统，其中，所述第二转换器是整流器、有源转换器、交流到直流转换器或者其组合。

16.如技术方案9所述的系统，其中，所述一个或多个能量存储装置包括超级电容器组、电容器组、电池或者其组合。

17.如技术方案9所述的系统，其中，所述多个负载包括所述医疗成像装置的梯度放大器、梯度控制单元、射频发射链、射频接收链中的一个或多个。

18.一种用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的控制单元，包括：

测量子单元，配置成确定与直流链路对应的第一电压、与一个或多个能量存储装置对应的第二电压或者其组合，其中功率源经由所述直流链路在操作上耦合到多个负载，并且其中所述一个或多个能量存储装置在操作上耦合到所述直流链路；

比较子单元，配置成将所述第一电压与第一参考值进行比较并且将所述第二电压与第二参考值进行比较；以及

调节子单元，配置成基于比较来调节所述第一电压、所述第二电压或者其组合，以操控所述医疗成像装置的所述峰值功率要求。

附图说明

在参照附图阅读以下详细描述，本公开的这些及其他特征、方面和优点将变得更好理解，附图中，相似字符在附图通篇中表示相似部件，附图包括：

图1是按照本说明书的方面的用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统的图解表示；

图2是按照本说明书的方面的图1的系统中使用的控制单元的一个实施例的图解表示；

图3是按照本说明书的方面的用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统的另一个实施例的图解表示；

图4-6是表示按照本说明书的方面的用于操控医疗成像系统的峰值功率要求的示范方法的流程图；

图7是按照本说明书的方面的第二参考值与第一电压之间的关系的一个示例的图形表示；以及

图8(a)-8(c)是按照本说明书的方面的与图1的系统对应的不同电气参数的图解表示。

具体实施方式

除非另有定义，否则本文所使用的科学和技术术语具有与由本说明书所属领域的技术人员普遍理解的相同的含意。如本文所使用的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用来区分一个元件与另一个元件。而且，术语“一”和“一个”并不表示数量的限制，而是表示存在引用项的至少一个。术语“或者”意味着包含在内，并且意味着所列项的一个、一些或全部。本文中使用“包含”、“包括”或“具有”及其变化意味着囊括以下列示项及其等效体以及附加项。术语“连接”和“耦合”并不是限制到物理或机械连接或者耦合，而能够包含无论是直接还是间接的电连接或耦合。此外，术语“电路”和“电路系统”和“控制单元”可包含单个组件或者多个组件，其是有源和/或无源的并且连接或者以别的方式耦合在一起以提供所述功能。而且，如本文所使用的术语“操作上耦合”包含有线耦合、无线耦合、电耦合、磁耦合、无线电通信、基于软件的通信或者其组合。

如下文将详细描述，提出用于操控医疗成像装置的示范方法和系统的各个实施例。具体来说，提出控制从能量存储装置的功率的供应以用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统和方法。医疗成像装置可以是磁共振成像(mri)系统、计算机断层扫描(ct)系统等。有效地控制从能量存储装置(其与医疗成像装置结合使用)所供应的功率帮助降低从功率源、例如交流(ac)功率干线的功率需求。以下所提出的系统和方法的使用帮助降低医院中的安装要求。

现在转到附图，并且通过图1的示例，提出按照本说明书的方面的用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的系统的图解表示100。在一个实施例中，系统100包含功率源102、功率分配单元(pdu)104、直流(dc)链路116、医疗成像装置106和至少一个控制单元。功率源102经由pdu104来耦合到dc链路116。此外，医疗成像装置106耦合到dc链路116。此外，系统100包含能量存储装置110。能量存储装置110经由第一转换器112和dc链路116来耦合到医疗成像装置106。将针对图3更详细描述系统100的各种组件(例如功率源102、pdu104、dc链路116、能量存储装置110和医疗成像装置106)的工作。

功率源102包含交流(ac)干线。在一个实施例中，pdu104是低频功率分配单元(lfpdu)。但是，在其他实施例中，pdu104可以是高频功率分配单元(hfpdu)。hfpdu的使用还提供附加pdu功能性，例如提供与ac干线的电流隔离以及接地故障隔离。lfpdu通常使用50/60hz变压器，而hfpdu使用工作在数十khz的较高频率的变压器。

在某些实施例中，pdu104包含第二转换器。在一个示例中，第二转换器可包含二极管整流器和具有可控开关的有源转换器中的至少一个。而且，第二转换器可与功率源102电流隔离。能量存储装置110包含超级电容器组、电容器组、电池或者其组合。

医疗成像装置106是mri系统、ct成像系统等。此外，医疗成像装置106的若干组件可充当多个负载。在其中医疗成像装置106是mri系统的示例中，mri系统的组件(例如梯度放大器、梯度控制单元、射频(rf)发射链、rf接收链、控制子单元、患者操控单元和多个辅助单元)充当多个负载。

此外，mri系统还包含mri扫描仪。mri扫描仪又包含磁体组合件，其中磁体组合件包含多个线圈、例如梯度线圈和rf线圈。梯度线圈可包含x轴线圈、y轴线圈和z轴线圈。在一个示例中，梯度放大器可包含x轴放大器、y轴放大器和z轴放大器。x轴放大器、y轴放大器和z轴放大器又分别耦合到x轴线圈、y轴线圈和z轴线圈。在一个非限制性示例中，与各梯度线圈对应的放大器按照由梯度控制单元所供应的信号来控制提供给那个梯度线圈的电流。此外，提供给梯度线圈的电流可帮助在mri扫描仪中以及具体来说在其中放置患者以供扫描的空间中创建具有预期梯度的磁场。这个磁场与rf线圈的激励结合用来在进行扫描操作的同时生成患者身体的图像。

在使用mri系统的扫描操作期间，梯度放大器、rf发射链和rf接收链可在短暂时间周期内吸取大约数百千瓦(kw)的峰值功率。在一个示例中，在mri系统中的回波平面成像序列期间，可在大约100毫秒(ms)内从功率源102吸取每轴大约100kw的功率。但是，在无扫描周期期间，由这些负载所吸取的功率为大约几百瓦。

按照本说明书的方面，系统100中使用的能量存储装置110帮助操控医疗成像装置106的峰值功率要求。具体来说，能量存储装置110帮助向医疗成像装置106提供附加功率，由此降低从功率源102所吸取的峰值功率。更具体来说，系统100被配置，使得只有峰值功率要求的平均功率由功率源102来供应，而任何其余功率要求由能量存储装置110来提供。按照本说明书的方面，系统100的控制单元108用来调节从能量存储装置110的功率的供应，以便操控医疗成像装置106的峰值功率要求。

如先前所述，系统100可包含至少一个控制单元。在当前考虑的配置中，该系统包含第一控制单元107和第二控制单元108。此外，在某些实施例中，第一和第二控制单元107、108的每个包含一个或多个处理单元。处理单元可配置成执行第一和第二控制单元107、108的功能。如本文所使用的，术语“处理单元”不仅表示本领域中说成是包含在计算机中的集成电路，而且还表示控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(plc)、专用集成电路、专用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)和/或任何其他可编程电路。在一个示例中，第一控制单元107配置成控制pdu104的操作，而第二控制单元108配置成控制能量存储装置110的操作。

在一个实施例中，第二控制单元108配置成控制从能量存储装置110的功率的供应，以操控医疗成像装置106的峰值功率要求。具体来说，在对于从功率源102的峰值功率的需求的情况下，第二控制单元108配置成通过对能量存储装置110放电来供应任何额外功率要求，由此降低从功率源102所供应的功率。

此外，系统100包含数据储存库118。数据储存库118配置成存储操控医疗成像装置106的峰值功率要求所要求的任何数据。在一个示例中，数据储存库118包含存储器装置。此外，(一个或多个)存储器装置通常可包含(一个或多个)存储器元件，包含但不限于计算机可读媒介(例如随机存取存储器(ram))、计算机可读非易失性媒介(例如闪速存储器)、一个或多个硬盘驱动、软盘、致密光盘只读存储器(cd-rom)、致密光盘读/写(cd-r/w)驱动、磁光盘(mod)、数字多功能光盘(dvd)、闪存盘、光学驱动、固态存储装置和/或其他适当存储器元件。

实现如针对图1所述的系统100，通过从能量存储装置110而不是功率源102供应任何附加功率要求来增强操控医疗成像装置106中的峰值功率要求的效率。因此，功率源102仅提供平均功率，而不是提供由与医疗成像装置106对应的负载所需求的峰值功率。按照本说明书的方面，提出用于控制从能量存储装置110的功率的供应以操控医疗成像装置106的峰值功率要求的两种示范方法。在某些实施例中，这些方法可由系统100的第一和第二控制单元107、108中的至少一个来执行。将针对图5和图6更详细论述这两种控制方法。

图2是按照本说明书的方面的供在图1的系统100中使用的控制单元的一个实施例的图解表示130。具体来说，图2表示图1的系统中使用的第一和第二控制单元107、108的实施例。如先前所述，控制单元130配置成控制从能量存储装置110向医疗成像装置106的功率的供应，以减轻医疗成像装置106从功率源102的峰值功率要求。参照图1的组件来描述图2的控制单元130。

在当前考虑的配置中，控制单元130包含测量子单元132、比较子单元134和调节子单元136。测量子单元132配置成测量与dc链路(例如图1的dc链路116)对应的第一电压v1和/或与一个或多个能量存储装置110对应的第二电压v2。可注意，在某些实施例中，第二电压v2是能量存储装置110的电荷状态的量度。在某些其他实施例中，可使用其他种类的能量存储装置、例如电感存储装置。在其中能量存储装置110是电感存储装置的示例中，诸如电流的参数可用来反映能量存储装置的电荷状态。

在一些实施例中，第一电压v1和第二电压v2包含具有上限和下限的值的范围。此外，比较子单元134配置成将第一电压v1与第一参考值v1^{*进行比较}以及将第二电压v2与第二参考值v2^*进行比较。第一参考值v1^*可以是固定值。第二参考值v2^*包含固定分量和可变分量中的至少一个。可注意，第二参考值v2^*的可变分量取决于与dc链路116对应的第一电压v1。在一个示例中，第一参考值v1^*和第二参考值v2^*存储在数据储存库118中。

此外，调节子单元136配置成基于在比较子单元134处的比较来调节第一电压v1和/或第二电压v2，以操控医疗成像装置106的峰值功率要求。将针对图4-6更详细描述用于经由能量存储装置110的使用来操控医疗成像装置的峰值功率要求的控制单元130的操作。

现在参照图3，提出按照本说明书的方面的用于操控图1的医疗成像装置106的峰值功率要求的系统100的一个实施例的图解表示200。

系统200包含功率源202、hfpdu204、直流(dc)链路206、医疗成像装置208、第一和第二控制单元209、210以及能量存储装置212。功率源202耦合到hfpdu204。此外，hfpdu204跨dc链路206耦合。此外，医疗成像装置208跨dc链路206耦合。医疗成像装置208包含多个负载207。在图3的示例中，dc链路206配置成将功率源202在操作上耦合到负载207。此外，能量存储装置212经由dc链路206和第一转换器214在操作上耦合到医疗成像装置208。在一个示例中，第一转换器214是双向直流到直流(dc-dc)转换器。此外，功率源202是ac干线。

在图3的示例中，医疗成像装置208是mri装置。而且，hfpdu204包含第二转换器203。在一个示例中，第二转换器203是有源转换器。在又一个示例中，第二转换器203是交流到直流(ac-dc)转换器。可注意，在其中系统200包含lfpdu的示例中，第二转换器203可以是二极管整流器。在这个示例中，二极管整流器的使用避免对于由第一控制单元209进行的任何控制的需要。

第一和第二控制单元209、210包含一个或多个处理单元。处理单元可配置成执行第一和第二控制单元209、210的功能。另外，第一和第二控制单元209、210配置成控制从能量存储装置212的功率的供应，使得从功率源202所吸取的峰值功率保持在平均水平，而任何额外功率由能量存储装置212来供应。如上文所述，在mri系统中的扫描操作期间，峰值功率被负载207吸取。通过负载207的峰值功率需求由功率源和能量存储装置212来提供。在一个示例中，由于通过负载207的峰值功率需求，可存在跨dc链路206的第一电压v1的下降（dip）。

在图3的示例中，能量存储装置212可配置成除了由功率源202所提供的功率之外还提供对于通过负载207的额外功率供应的任何需求。相应地，能量存储装置212放电，以便供应通过医疗成像装置208的负载207的额外功率需求。

在一个实施例中，能量存储装置212经由第一转换器214和dc链路206向负载207提供功率。从能量存储装置212的附加功率的供应之后，跨dc链路206的电压v1增加。另外，由能量存储装置212提供给负载207的功率导致跨能量存储装置212的第二电压v2的下降。因此，期望对能量存储装置212再充电，以便将第二电压v2恢复到与能量存储装置212对应的额定电压值。在一个示例中，可通过经由dc链路206将功率从功率源202传递给能量存储装置212，对能量存储装置212再充电。在一个实施例中，当通过负载207的功率的需求为最小时，可对能量存储装置212再充电。

图4-6是表示用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的示范方法的流程图。具体来说，提出用于通过控制由能量存储装置所供应的功率来操控峰值功率要求的方法。

图4描绘表示用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的示范方法的流程图300。将针对图3的组件来说明图4的方法。

该方法开始于框302，其中测量与dc链路206对应的第一电压v1和/或与能量存储装置212对应的第二电压v2。在一些实施例中，第一和第二控制单元209、210可用来测量第一和第二电压v1和v2。

此外，在框304处，使用第一和第二控制单元209、210中的至少一个将第一电压v1与第一参考值v1^*进行比较，并且将第二电压v2与第二参考值v2^*进行比较。另外，在框306处，第一电压v1与第一参考值v1^*的偏差和/或第二电压v2与第二参考值v2^*的偏差的出现可基于比较来识别。

作为示例，由负载207所吸取的峰值功率导致第一电压v1的下降。第一电压v1的这个下降导致第一电压v1与第一参考值v1^*的对应第一偏差。在另一个示例中，第二电压v2的任何下降导致第二电压v2与第二参考值v2^*的对应第二偏差。

此外，在框308处，基于第一偏差和第二偏差中的至少一个的识别，调节第一电压v1、第二电压v2或者其组合，以操控医疗成像装置208的峰值功率要求。在某些实施例中，第一和/或第二控制单元209、210可用来调节第一和/或第二电压v1、v2。

按照本说明书的方面，调节第一电压v1和/或第二电压v2可需要在功率源202、dc链路206、hfpdu204、能量存储装置212和第一转换器214中的一个或多个之间传递功率。具体来说，如果因第一电压v1的下降而识别第一偏差，则功率从能量存储装置212传递给dc链路206和/或从功率源202传递给dc链路206。功率的这个传递帮助将第一电压v1恢复到第一电压v1的预定义值、例如第一参考值v1^*。在功率传递之后，第一偏差被减小，并且因此调节第一电压v1。

另外，如果因第二电压v2的下降而识别第二偏差，则功率从dc链路206传递给能量存储装置212。功率的这个传递帮助将第二电压v2恢复到第二电压v2的预定义值、例如第二参考值v2^*。因此，第二偏差被减小。第二偏差的这个减小又导致第二电压v2被调节。

在一个示例中，第一和第二控制单元209、210配置成调节第一和第二电压v1、v2中的至少一个。虽然针对采用hfpdu的医疗成像装置208来说明图4的方法，但是图4的方法也可适用于采用lfpdu的医疗成像装置。将针对图5和图6更详细描述图4的各种框。

图5是表示用于通过控制由能量存储装置所供应的功率来操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法的一个示例的流程图400。针对图3的组件来描述图5的方法400。参照图3，第一控制单元209配置成控制跨dc链路206的第一电压v1，以及第二控制单元210配置成控制与能量存储装置212对应的第二电压v2。

该方法开始于框402，其中测量跨dc链路206的第一电压v1。在一些实施例中，第一电压v1包含具有上限和下限的值的范围。在一个示例中，第一电压的上限为670伏特，以及第一电压的下限为650伏特。

在框402之后，控制可传递给第一路径404和第二路径406。按照本说明书的一些方面，对应于第二路径406的步骤可与对应于第一路径404的步骤并发地运行。但是，在某些其他实施例中，路径404和406的步骤可以以顺序的方式运行。此外，在一个示例中，与第一路径404对应的步骤可由第一控制单元209来运行，以及与第二路径406对应的步骤可由第二控制单元210来运行。

沿第一路径404，在框408处，将第一电压v1与第一参考值v1^*进行比较。在一个示例中，第一参考值v1^*是固定值。此外，第一参考值v1^*可从数据储存库中检索。

此外，在框410处，第一偏差的出现基于在框408处的比较来识别。在一个示例中，通过负载207的峰值功率需求导致第一电压v1的下降。在这种状况中，第一电压v1可偏离第一参考值v1^*，并且因此导致第一偏差的出现。

随后，在框412处，跨dc链路206的第一电压基于所识别的第一偏差来调节。在一个示例中，第一电压的调节包含在功率源202与dc链路206之间传递功率。具体来说，功率经由第二转换器203从功率源202传递给dc链路。在这个功率传递期间，如果从功率源202的功率的需求低于平均功率，则可通过经由第二转换器203从功率源202传递功率来恢复第一电压v1的值。将第一电压v1的值恢复到第一电压v1的预定义值、例如第一参考值v1^*。第一电压v1的恢复可帮助减小第一偏差。在框412的运行之后，控制可回复到框402，以及框402、408、410和412可重复进行。可注意，在一个实施例中，框402、408、410和412可重复进行，直到发起第一和第二转换器214、203中的至少一个的关闭。

如先前所述，在某些实施例中，对应于第二路径406的框可与第一路径404的框并发地运行。在框414处，与能量存储装置212对应的第二参考值v2^*可基于第一电压v1来改变。此外，如先前所述，第二参考值v2^*包含可变分量，其中可变分量取决于与dc链路206对应的第一电压v1。针对图7更详细描述第二参考值v2^*与第一电压v1之间的关系的一个示例。

现在转到图7，提出按照本说明书的方面的第二参考值与第一电压之间的关系的一个示例的图形表示550。在图7的示例中，参考数字552描绘表示第二参考值v2^*(单位为伏特)的y轴，以及参考数字554描绘表示第一电压v1(单位为伏特)的x轴。此外，参考数字556表示第二参考值v2^*与第一电压v1之间的所确定关系。图7的示例描绘第二参考值v2^*与第一电压v1之间的线性关系。在另一个示例中，第二参考值v2^*与第一电压v1之间的关系可以是指数关系。根据第二参考值v2^*与第一电压v1之间的所确定关系，第一电压v1的任何变化导致第二参考值v2^*的对应变化。作为示例，当存在第二参考值v2^*与第一电压v1之间的线性关系时，第一电压v1的任何下降导致第二参考值v2^*的值的对应下降。

又参照图5，在框416处，测量与能量存储装置212对应的第二电压v2。第二电压v2包含具有上限和下限的值的范围。在一个非限制性示例中，第二电压v2的下限为270伏特。

在框418处，将跨能量存储装置212的第二电压v2与第二参考值v2^*进行比较。在某些实施例中，第二参考值v2^*可从数据储存库中检索。此外，在框420处，第二偏差的出现可基于在框418处的比较来识别。

此外，在框422处，跨能量存储装置212的第二电压v2基于所识别的第二偏差来调节。跨能量存储装置212的第二电压v2的调节可包含基于第二偏差在能量存储装置212与dc链路206之间传递功率。如果跨能量存储装置212的第二电压v2大于第二参考值v2^*，则功率从能量存储装置212传递给dc链路206。但是，如果跨能量存储装置212的第二电压v2低于第二参考值v2^*，则功率从dc链路206传递给能量存储装置212。功率的这个传递帮助将第二电压v2的值恢复到第二电压v2的预定义值、例如第二参考值v2^*。因此，第二偏差可被减小。此外，在框422的运行之后，控制回复到框402，以及框402、414、416、418、420和422的步骤可重复进行。在某些实施例中，框402、414、416、418、420和422重复进行，直到发起第一和第二转换器214、203中的至少一个的关闭。

如上文所述，用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法帮助从能量存储装置212提供任何附加功率，同时只有平均功率由功率源202来提供。在图5的方法400的示例中，为了促进从能量存储装置212的附加功率的供应，第一转换器214配置成提供比第二转换器203要快的功率转换速率。通过第一转换器214的更快功率转换帮助提供比第一电压v1的调节要快的第二电压v2的调节。在一个示例中，在与从功率源202向dc链路206提供功率的速率相比时，第二电压v2的更快调节又可导致能量存储装置212向dc链路206的更快放电速率。

可注意，如上文所述，通过负载207的峰值功率需求导致第一电压v1的下降。第一电压v1的这个下降使第二参考值v2^*下降。在第二参考值v2^*的下降之后，能量存储装置212排放能量，由此导致第二电压v2的下降。可注意，从能量存储装置212排放能量又导致第一电压v1的下降速率的降低。相应地，从能量存储装置212排放能量促进由能量存储装置212通过负载207的峰值功率需求的供应。

此外，当从功率源202的功率需求低于平均功率时，第一电压v1恢复到第一电压v1的预定义值、例如第一参考值。由于恢复第一电压v1，所以第二参考值v2^*恢复，并且能量存储装置212再充电以恢复第二电压v2的值。具体来说，通过在能量存储装置212与dc链路206之间传递功率来对能量存储装置212再充电。

虽然针对采用hfpdu的医疗成像装置208来描述图5的方法，但是图5的方法也可适用于采用lfpdu的医疗成像装置。可注意，对于采用lfpdu的当前现有mri系统功率架构，图5的方法帮助对能量存储装置的“下降”进行改型。此外，实现图5的方法避免对第一控制单元209与第二控制单元210之间的任何通信的需要。

现在转到图6，提出表示通过控制由能量存储装置所供应的功率来操控医疗成像装置的峰值功率要求的另一种方法的流程图500。而且，将针对图3的组件来说明图6的方法。可注意，在某些实施例中，方法500需要对应于hfpdu204的第二转换器203与第一转换器214之间的通信。在一个实施例中，当存在对于第一转换器214与第二转换器203之间的通信的需要时，第一和第二转换器214、203可封装为单个单元。此外，在这个实施例中，与第一和第二控制单元209、210对应的软件和硬件可作为单个单元存在。

图6的方法500开始于框502，其中可发起第一转换器214和第二转换器203的启动。术语‘转换器的启动’表示转换器的激励或激活。一旦发起启动，控制可传递给第一路径504和第二路径506。按照本说明书的一些方面，对应于第二路径506的步骤可与第一路径504的步骤并发地运行。但是，在某些其他实施例中，路径504和506的步骤可以以顺序的方式运行。此外，在一个示例中，与第一路径504对应的步骤可由第二控制单元210来运行，以及与第二路径506对应的步骤可由第一控制单元209来运行。具体来说，在图6的方法500中，第一控制单元209配置成控制跨能量存储装置212的第二电压v2。而且，第二控制单元210配置成控制dc链路206的第一电压v1。

沿第一路径504，在框508处，测量与dc链路206对应的第一电压v1。此外，在框510处，dc链路206的第一电压v1与第一参考值v1^*进行比较。在一个示例中，第一参考值v1^*是固定值。此外，第一参考值v1^*可从数据储存库中检索。

在框512处，第一偏差的出现基于比较来识别。而且，在框514处，跨dc链路206的第一电压v1基于第一偏差来调节。第一电压v1的调节包含能量存储装置212与dc链路206之间的功率的传递。在一个示例中，功率经由第一转换器214从能量存储装置212传递给dc链路206。

向dc链路206的功率的这个传递帮助将第一电压v1恢复到第一电压v1的预定义值、例如第一参考值。因此，第一电压v1的第一偏差被减小。在框508的运行之后，控制可回复到框508，以及框508、510、512和514重复进行。在某些实施例中，框508、510、512和514重复进行，直到发起第一和第二转换器214、203中的至少一个的关闭。

如上文所述，对应于第二路径506的步骤可与第一路径504的步骤并发地运行。在框516处，测量跨能量存储装置212的第二电压v2。第二电压v2包含具有上限和下限的值的范围。

此外，在框518处，将跨能量存储装置212的第二电压v2与第二参考值v2^*进行比较。在图6的示例中，第二参考值v2^*包含固定分量。第二参考值v2^*可从数据储存库中检索。

在框520处，识别跨能量存储装置212的第二电压v2与第二参考值v2^*的第二偏差的出现。作为示例，第二电压v2的下降可导致第二电压v2与第二参考值v2^*的第二偏差。在方法500的示例中，将第二偏差传递给第一控制单元209。

在框522处，跨能量存储装置212的第二电压v2基于第二偏差来调节。第二电压v2的调节包含经由dc链路206将功率从功率源202传递给能量存储装置212。

如上文所述，与第一转换器214对应的第二控制单元210配置成控制跨dc链路206的第一电压v1。在某些状况中，将功率从功率源202传递给dc链路206可导致跨dc链路206的额外功率，由此导致跨dc链路206的电压的增加。相应地，在这种情形中，控制单元210可通过将功率从dc链路206提供给能量存储装置212，由此对第二能量存储装置212再充电来调节第一电压v1。因此，第二电压v2恢复到第二电压v2的预定义值、例如第二参考值v2^*。在框522处的第二电压的这个调节又导致第二偏差的减小。此外，在框522之后，控制回复到框516，并且框516、518、520和522重复进行。在一个实施例中，框516、518、520和522重复进行，直到发起第一和第二转换器214、203中的至少一个的关闭。

图8(a)-8(c)是与图1的系统100对应的不同电气参数的图解表示。具体来说，图8(a)-8(c)描绘用于使用图5的方法400来操控医疗成像装置106的峰值功率要求的系统100的模拟结果。在这个示例中，系统100包含hfpdu。参照图1-7的组件来描述图8(a)-8(c)。

现在参照图8(a)，参考数字602表示跨dc链路206的第一电压v1的图形表示。而且，图8(b)中，参考数字604表示由负载207所吸取的电流的图形表示。以类似的方式，图8(c)中，参考数字606表示与能量存储装置212对应的电压的图形表示。具体来说，图8(c)描绘第二参考值v2^*616和跨能量存储装置212的第二电压v2618的图形表示。在这个示例中，第二参考值v2^*616是取决于第一电压v1的可变分量。而且，如上文针对图7所述，第二参考值v2^*具有与第一电压v1的线性关系，使得第一电压v1的任何变化导致第二参考值v2^*的对应变化。

参考数字614、615、617分别表示与图形表示602、604和606对应的x轴。而且，参考数字608、610和612分别表示图形表示602、604和606的y轴。参考数字608表示第一电压v1(单位为伏特)，参考数字610表示由负载207所吸取的电流(单位为安培)，以及参考数字612表示第二电压v2和第二参考值v2^*(单位为伏特)。

如图8(b)所描绘，在周期t0-t1期间，由负载207从功率源202所吸取的电流按照阶跃方式增加。相应地，在周期t0-t1期间，由负载207所吸取的功率也可按照阶跃方式增加。如将领会，功率与电流成比例。此外，在周期t0-t1期间由负载所吸取的功率中的增加导致在周期t0-t1期间的第一电压v1608的值的下降。而且，第二参考值v2^*616跟随第一电压v1608的下降。第二参考值v2^*的下降引起能量存储装置212的放电。具体来说，能量存储装置212进行放电，以便以取决于能量存储装置212的大小的动态延迟跟随第二参考值v2^*616。因此，与能量存储装置212对应的第二电压v2在周期t0-t1期间下降。

此外，在周期t1-t2期间，由负载207所吸取的电流是可忽略的。因此，由负载207所吸取的功率也是可忽略的。因此，在这个周期t1-t2期间，第一电压v1608增加，并且被调节成第一电压v1608的预定义值。此外，在周期t1-t2期间，第二参考值v2^*616跟随第一电压v1608。因此，在周期t1-t2期间，第二参考值v2^*616增加，并且保持在所确定值。能量存储装置212通过以动态延迟跟随第二参考值v2^*来再充电。因此，与能量存储装置212对应的第二电压v2618在周期t1-t2期间增加。

可注意，周期t2-t3是周期t0-t1的重复循环，以及周期t3-t4是周期t1-t2的重复循环。如图8(a)-8(c)所描绘的与用于操控医疗成像装置106的峰值功率要求的系统100对应的模拟结果证实图5的方法。具体来说，图8(a)-8(c)的模拟结果证明经由控制从能量存储装置110的任何附加功率需求的供应来操控医疗成像装置106的峰值功率要求。

此外，上述示例、证明和过程步骤(例如可由系统来执行的那些)可通过基于处理器的系统、例如通用或专用计算机上的适当代码来实现。还应当注意，本技术的不同实现可按照不同顺序或者基本上同时、即并行地执行本文所述步骤的一些或全部。此外，功能可以以各种编程语言来实现，包含但不限于c++或java。这种代码可存储或者适合于存储在可由基于处理器的系统来访问以运行所存储代码的一个或多个有形机器可读媒体上，例如数据储存库芯片、本地或远程硬盘、光盘(即，cd或dvd)，存储器或其他媒体上。注意，有形媒体可包括其上印制了指令的纸张或另一种适当媒介。例如，指令可经由纸张或其他媒介的光学扫描以电子方式捕获，然后经过编译、解释或者以适当方式处理(如果必要的话)，并且然后存储在数据储存库或存储器中。

提出用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法和系统的各个实施例。具体来说，本文所提出的系统和方法允许通过控制从能量存储装置(其与医疗成像装置结合使用)的任何附加功率的供应有效地操控医疗成像装置的峰值功率要求。因此，功率源仅提供医疗成像装置的峰值功率要求的平均功率。当前系统和方法的使用促进较高功率医疗成像装置以医院处的现有电气安装的安装和使用。此外，当前系统和方法准许能量存储装置对采用lfpdu的现有mri功率架构的改型。这个改型帮助降低从ac干线的峰值功率需求，并且因此有效地降低对峰值功率的税(tariff)。用于操控医疗成像装置的峰值功率要求的方法和系统可在mri装置、ct成像装置等中得到应用。

虽然已经参照示范实施例描述了本发明，但由本领域的技术人员将理解，可进行各种变化，并且等效物可代替其元件，而没有背离本发明的范围。另外，可进行许多修改以使具体情况或材料适合本发明的教导，而没有背离其本质范围。